3.1电火花线切割加工原理和特点

3.1　电火花线切割加工原理和特点

3.1.1　电火花线切割加工原理

电火花线切割加工与电火花成型加工一样，都是基于电极之间脉冲放电时的电腐蚀现象。所不同的是，电火花成型加工必须事先将工具电极做成所需要的形状及尺寸精度，在电火花加工过程中将它逐步复制在工件上，以获得所需要的零件。电火花线切割加工则不需要成型工具电极，而是用一根长的金属丝做工具，以一定的速度沿电极丝轴线方向移动(低速走丝是单向移动，高速走丝是双向往返运动)，它不断进入和离开切缝内的放电区。加工时，一方面，脉冲电源的正极接工件，负极接电极丝，并在电极丝与工件切缝之间喷射液体介质；另一方面，安装工件的工作台，则由控制装置根据预定的切割轨迹控制伺服电机驱动，从而加工出所需要的零件。如图3.1所示为电火花线切割原理图。

控制加工轨迹(加工的形状和尺寸)是由控制装置来完成的。根据控制方式不同，控制装置又可分为靠模仿形、光电跟踪及数字控制3种。随着计算机技术的发展，目前电火花线切割加工绝大部分都是采用CNC(计算机数字控制)控制装置。

图3.1　电火花线切割原理图

电火花线切割加工所用的液体介质，一般为去离子水，也可用煤油。而高速走丝电火花线切割加工则用皂化油的乳化液作工作液。

电极丝的移动由电极丝运丝系统(也称走丝机构)来完成，其收线筒控制电极丝移动速度，而供线筒控制电极丝的张力。高速走丝电火花线切割机是靠走丝机构的储丝筒正反转来实现电极丝往返移动的。

3.1.2　电火花线切割加工特点

电火花线切割加工与其他电火花加工一样，其加工速度与工件材料的力学性能(硬度和韧性)无关，常用来加工淬火钢、硬质合金、磁钢及不锈钢等金属材料，也可加工金刚石、陶瓷之类的非金属材料。电火花线切割的工艺特点可归纳如下:

①数控线切割加工是轮廓切割加工，无须设计和制造成型工具电极，大大降低了加工费用，缩短了生产周期。

②切缝可窄达仅0.005 mm ，可对工件材料沿轮廓进行“套料”加工，材料利用率高，能有效节约贵重材料。

③移动的长电极丝连续不断地通过切割区，单位长度电极丝的损耗量较小，加工精度高。

④一般采用水基工作液，可避免发生火灾，安全可靠，可实现昼夜无人值守连续加工。

⑤通常用于加工零件上的直壁曲面，通过X-Y-U-V四轴联动控制，也可进行锥度切割和加工上下截面异形体、形状扭曲的曲面体和球形体等零件。

⑥不能加工盲孔及纵向阶梯表面。

⑦电极丝小电流不能大，脉冲电源的脉宽较窄(2～60 μ s)，平均电流(1～5 A)，工件常接正极。

⑧电极丝与工件之间存在“疏松接触”式轻压放电现象，间隙状态可认为正常放电、开路和短路共存。